疯狂Java之学习笔记（30）------------枚举
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2022-05-29
疯狂Java之学习笔记（18）-------------继承
疯狂Java之学习笔记（18）-------------继承
Java：类与继承
Java 的基本概念
Java继承是面向对象的最显著的一个特征。继承是从已有的类中派生出新的类，新的类能吸收已有类的数据属性和行为，并能扩展新的能力。 [1]
Java继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术，新类的定义可以增加新的数据或新的功能，也可以用父类的功能，但不能选择性地继承父类。这种技术使得复用以前的代码非常容易，能够大大缩短开发周期，降低开发费用。比如可以分隔符先定义一个类叫车，车有以下属性：车体大小，颜色，方向盘，轮胎，而又由车这个类派生出轿车和卡车两个类，为轿车添加一个小后备箱，而为卡车添加一个大货箱。
类和类之间的继承关系可以用 UML符号表示，其中父类又叫 超类或 基类，子类又叫 派生类。父类是子类的一般化，子类是父类的特化（具体化)。
JAVA不支持 多继承，单继承使JAVA的继承关系很简单，一个类只能有一个父类，易于管理程序，同时一个类可以实现多个接口，从而克服单继承的缺点。
在 面向对象程序设计中运用继承原则，就是在每个由一般类和特殊类形成的一般——特殊结构中，把一般类的对象实例和所有特殊类的对象实例都共同具有的属性和操作一次性地在一般类中进行显式的定义，在特殊类中不再重复地定义一般类中已经定义的东西，但是在语义上，特殊类却自动地、隐含地拥有它的一般类(以及所有更上层的一般类)中定义的属性和操作。
特殊类的对象拥有其一般类的全部或部分属性与方法，称作特殊类对一般类的继承
继承所表达的就是一种对象类之间的相交关系，它使得某类对象可以继承另外一类对象的 数据成员和成员方法。若类B继承类A，则属于B的对象便具有类A的全部或部分性质(数据属性)和功能(操作)，我们称被继承的类A为 基类、父类或 超类，而称继承类B为A的 派生类或子类。
继承避免了对一般类和特殊类之间共同特征进行的重复描述。同时，通过继承可以清晰地表达每一项共同特征所适应的概念范围——在一般类中定义的属性和操作适应于这个类本身以及它以下的每一层特殊类的全部对象。运用继承原则使得 系统模型比较简练也比较清晰。
对于面向对象的程序设计语言来说，类毫无疑问是其最重要的基础。抽象、封装、继承、多态这四大特性都离不开类，只有存在类，才能体现面向对象编程的特点，今天我们就来了解一些类与继承的相关知识。首先，我们讲述一下与类的初始化相关的东西，然后再从几个方面阐述继承这一大特性。以下是本文的目录大纲：
一.你了解类吗？
二.你了解继承吗？
三.常见的面试笔试题
一.你了解类吗？
在Java中，类文件是以.java为后缀的代码文件，在每个类文件中最多只允许出现一个public类，当有public类的时候，类文件的名称必须和public类的名称相同，若不存在public，则类文件的名称可以为任意的名称（当然以数字开头的名称是不允许的）。
在类内部，对于成员变量，如果在定义的时候没有进行显示的赋值初始化，则Java会保证类的每个成员变量都得到恰当的初始化：
1）对于 char、short、byte、int、long、float、double等基本数据类型的变量来说会默认初始化为0（boolean变量默认会被初始化为false）；
2）对于引用类型的变量，会默认初始化为null。
如果没有显示地定义构造器，则编译器会自动创建一个无参构造器，但是要记住一点，如果显示地定义了构造器，编译器就不会自动添加构造器。注意，所有的构造器默认为static的。
下面我们着重讲解一下 初始化 顺序：
当程序执行时，需要生成某个类的对象，Java执行引擎会先检查是否加载了这个类，如果没有加载，则先执行类的加载再生成对象，如果已经加载，则直接生成对象。
在类的加载过程中，类的static成员变量会被初始化，另外，如果类中有static语句块，则会执行static语句块。static成员变量和static语句块的执行顺序同代码中的顺序一致。记住，在Java中，类是按需加载，只有当需要用到这个类的时候，才会加载这个类，并且只会加载一次。看下面这个例子就明白了：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Bread bread1 = new Bread();
Bread bread2 = new Bread();
}
}
class Bread {
static{
System.out.println("Bread is loaded");
}
public Bread() {
System.out.println("bread");
}
}
运行这段代码就会发现"Bread is loaded"只会被打印一次。
在生成对象的过程中，会先初始化对象的成员变量，然后再执行构造器。也就是说类中的变量会在任何方法（包括构造器）调用之前得到初始化，即使变量散步于方法定义之间。
public class Test {
public static void main(String[] args) {
new Meal();
}
}
class Meal {
public Meal() {
System.out.println("meal");
}
Bread bread = new Bread();
}
class Bread {
public Bread() {
System.out.println("bread");
}
}
输出结果为：
bread meal
二.你了解继承吗？
继承是所有OOP语言不可缺少的部分，在java中使用extends关键字来表示继承关系。当创建一个类时，总是在继承，如果没有明确指出要继承的类，就总是隐式地从根类Object进行继承。比如下面这段代码：
class Person {
public Person() {
}
}
class Man extends Person {
public Man() {
}
}
类Man继承于Person类，这样一来的话，Person类称为父类（基类），Man类称为子类（导出类）。如果两个类存在继承关系，则子类会自动继承父类的方法和变量，在子类中可以调用父类的方法和变量。在java中，只允许单继承，也就是说 一个类最多只能显示地继承于一个父类。但是一个类却可以被多个类继承，也就是说一个类可以拥有多个子类。
1.子类继承父类的成员变量
当子类继承了某个类之后，便可以使用父类中的成员变量，但是并不是完全继承父类的所有成员变量。具体的原则如下：
1）能够继承父类的public和protected成员变量；不能够继承父类的private成员变量；
2）对于父类的包访问权限成员变量，如果子类和父类在同一个包下，则子类能够继承；否则，子类不能够继承；
3）对于子类可以继承的父类成员变量，如果在子类中出现了同名称的成员变量，则会发生隐藏现象，即子类的成员变量会屏蔽掉父类的同名成员变量。如果要在子类中访问父类中同名成员变量，需要使用super关键字来进行引用。
2.子类继承父类的方法
同样地，子类也并不是完全继承父类的所有方法。
1）能够继承父类的public和protected成员方法；不能够继承父类的private成员方法；
2）对于父类的包访问权限成员方法，如果子类和父类在同一个包下，则子类能够继承；否则，子类不能够继承；
3）对于子类可以继承的父类成员方法，如果在子类中出现了同名称的成员方法，则称为覆盖，即子类的成员方法会覆盖掉父类的同名成员方法。如果要在子类中访问父类中同名成员方法，需要使用super关键字来进行引用。
注意：隐藏和覆盖是不同的。隐藏是针对成员变量和静态方法的，而覆盖是针对普通方法的。（后面会讲到）
3.构造器
子类是不能够继承父类的构造器，但是要注意的是，如果父类的构造器都是带有参数的，则必须在子类的构造器中显示地通过super关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。如果父类有无参构造器，则在子类的构造器中用super关键字调用父类构造器不是必须的，如果没有使用super关键字，系统会自动调用父类的无参构造器。看下面这个例子就清楚了：
class Shape {
protected String name;
public Shape(){
name = "shape";
}
public Shape(String name) {
this.name = name;
}
}
class Circle extends Shape {
private double radius;
public Circle() {
radius = 0;
}
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
public Circle(double radius,String name) {
this.radius = radius;
this.name = name;
}
}
这样的代码是没有问题的，如果把父类的无参构造器去掉，则下面的代码必然会出错：
改成下面这样就行了：
4.super
super主要有两种用法：
1）super.成员变量/super.成员方法;
2）super(parameter1,parameter2....)
第一种用法主要用来在子类中调用父类的同名成员变量或者方法；第二种主要用在子类的构造器中显示地调用父类的构造器，要注意的是，如果是用在子类构造器中，则必须是子类构造器的第一个语句。
三.常见的面试笔试题
1.下面这段代码的输出结果是什么？
public class Test {
public static void main(String[] args) {
new Circle();
}
}
class Draw {
public Draw(String type) {
System.out.println(type+" draw constructor");
}
}
class Shape {
private Draw draw = new Draw("shape");
public Shape(){
System.out.println("shape constructor");
}
}
class Circle extends Shape {
private Draw draw = new Draw("circle");
public Circle() {
System.out.println("circle constructor");
}
}
shape draw constructor shape constructor circle draw constructor circle constructor
这道题目主要考察的是类继承时构造器的调用顺序和初始化顺序。要记住一点：父类的构造器调用以及初始化过程一定在子类的前面。由于Circle类的父类是Shape类，所以Shape类先进行初始化，然后再执行Shape类的构造器。接着才是对子类Circle进行初始化，最后执行Circle的构造器。
2.下面这段代码的输出结果是什么？
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Shape shape = new Circle();
System.out.println(shape.name);
shape.printType();
shape.printName();
}
}
class Shape {
public String name = "shape";
public Shape(){
System.out.println("shape constructor");
}
public void printType() {
System.out.println("this is shape");
}
public static void printName() {
System.out.println("shape");
}
}
class Circle extends Shape {
public String name = "circle";
public Circle() {
System.out.println("circle constructor");
}
public void printType() {
System.out.println("this is circle");
}
public static void printName() {
System.out.println("circle");
}
}
shape constructor circle constructor shape this is circle shape
这道题主要考察了隐藏和覆盖的区别（当然也和多态相关，在后续博文中会继续讲到）。
覆盖只针对非静态方法（终态方法不能被继承，所以就存在覆盖一说了），而隐藏是针对成员变量和静态方法的。这2者之间的区别是：覆盖受RTTI（Runtime type identification）约束的，而隐藏却不受该约束。也就是说只有覆盖方法才会进行动态绑定，而隐藏是不会发生动态绑定的。在Java中，除了static方法和final方法，其他所有的方法都是动态绑定。因此，就会出现上面的输出结果。
以上借鉴http://www.cnblogs.com/dolphin0520/
继承的初始化块
Java初始化顺序
1在new B一个实例时首先要进行类的装载。（类只有在使用New调用创建的时候才会被java类装载器装入）
2，在装载类时，先装载父类A，再装载子类B
3，装载父类A后，完成静态动作（包括静态代码和变量，它们的级别是相同的，安装代码中出现的顺序初始化）
4，装载子类B后，完成静态动作
类装载完成，开始进行实例化
1，在实例化子类B时，先要实例化父类A
2，实例化父类A时，先成员实例化（非静态代码）
3，父类A的构造方法
4，子类B的成员实例化（非静态代码）
5，子类B的构造方法
先初始化父类的静态代码--->初始化子类的静态代码-->初始化父类的非静态代码--->初始化父类构造函数--->初始化子类非静态代码--->初始化子类构造函数
测试代码：
abstract class base
{
public int age=getNumber(100);
static{
System.out.println("base static block");
}
{
System.out.println("base nonstatic block");
}
static int sage=getNumber(50);
base(){
System.out.println(age);
System.out.println("base start");
draw();//会调用子类覆盖后的方法，这儿是0！
System.out.println("base end");
}
static int getNumber(int base){
System.out.println("base.getNumber int"+base);
return base;
}
public void draw(){
System.out.println("base.draw");
}
}
public class initializeOrder extends base{
public int age=getNumber(1001);
private int _radius=getNumber(10);
static int sage=getNumber(250);
static{
System.out.println("subclass static block");
}
{
System.out.println("subclass nonstatic block");
}
initializeOrder(int radius){
_radius=radius;
System.out.println(age);
draw();//这儿是1000
System.out.println("initializeOrder initialized");
}
public void draw(){
System.out.println("initializeOrder.draw "+_radius);
}
public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub
new initializeOrder(1000);
}
}
输出为：
base static block
base.getNumber int50
base.getNumber int250
subclass static block
base.getNumber int100
base nonstatic block
100
base start
initializeOrder.draw 0
base end
base.getNumber int1001
base.getNumber int10
subclass nonstatic block
1001
initializeOrder.draw 1000
initializeOrder initialized
java中类/对象的初始化顺序以及静态代码块的使用
一、对象的初始化顺序:(java类加载器加载类的顺序：
(1)加载父类（以下序号相同，表明初始化是按代码从上到下的顺序来的）
1.为父类的静态属性分配空间并赋于初值
1.执行父类静态初始化块;
(2)加载子类
2.为子类的静态属性分配空间并赋于初值
2.执行子类的静态的内容;
(3)加载父类构造器
3.初始化父类的非静态属性并赋于初值
3.执行父类的非静态代码块;
4.执行父类的构造方法;
(4)加载子类构造器
5.初始化子类的非静态属性并赋于初值
5.执行子类的非静态代码块;
6.执行子类的构造方法.
总之一句话，静态代码块内容先执行（父先后子），接着执行父类非静态代码块和构造方法，然后执行子类非静态代码块和构造方法。
二、静态变量和静态代码块的初始化顺序：
谁在前面先初始化谁（这个也比较容易理解，初始化的时候，不可能跳着去初始化吧，比如说静态代码块在静态变量的前面，不可能先跳过静态代码块的初始化先去执行静态变量的初始化吧。）
注意:子类的构造方法，不管这个构造方法带不带参数，默认的它都会先去寻找父类的不带参数的构造方法。如果父类没有不带参数的构造方法，那么子类必须用supper关键子来调用
父类带参数的构造方法，否则编译不能通过。
三、类装载步骤
在Java中，类装载器把一个类装入Java虚拟机中，要经过三个步骤来完成：装载、链接和初始化，其中链接又可以分成校验、准备和解析三步，除了解析外，其它步骤是严格按照顺序完成的，各个步骤的主要工作如下：
装载：查找和导入类或接口的二进制数据；
链接：执行下面的校验、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的；
校验：检查导入类或接口的二进制数据的正确性；
准备：给类的静态变量分配并初始化存储空间；
解析：将符号引用转成直接引用；
初始化：激活类的静态变量的初始化Java代码和静态Java代码块。
初始化类中属性是静态代码块的常用用途，但只能使用一次。
对象的初始化顺序测试代码
StaticIniBlockOrderTest
class Parent {
static String name ="hello";
{
System.out.println("parent block");
}
static {
System.out.println("parent static block");
}
public Parent() {
System.out.println("parent constructor");
}
}
class Child extends Parent {
static String childName ="hello";
{
System.out.println("child block");
}
static {
System.out.println("child static block");
}
public Child() {
System.out.println("child constructor");
}
}
publicclass StaticIniBlockOrderTest {
publicstaticvoid main(String[] args) {
new Child();// 语句(*)
}
}
运行结果：
parent static block
child static block
parent block
parent constructor
child block
child constructor
静态变量和静态代码块的初始化顺序测试代码
TestOrder
publicclass TestOrder {
//静态变量
publicstatic TestA a =new TestA();
//静态初始化块
static {
System.out.println("静态初始化块");
}
//静态变量
publicstatic TestB b =new TestB();
publicstaticvoid main(String[] args) {
new TestOrder();
}
}
class TestA {
public TestA() {
System.out.println("Test--A");
}
}
class TestB {
public TestB() {
System.out.println("Test--B");
}
}
运行结果：
Test--A
静态初始化块
Test--B
再加一个经典的测试代码
package static测试;
class insect{
int i=9;
int j;
static {
prt("static block first,because it's begin of the static variable");
}
insect(){
System.out.println("insect initialized");
prt("i= "+i+" j="+j);
j=39;
}
static int x1=prt("static insect x1 initialized");
static int prt(String s){
System.out.println(s);
return 47;
}
}
public class Wps extends insect{
Wps(){
System.out.println("wps initialized");
prt("k="+k);
prt("j="+j);
}
int k=prt("the member k in wps be initialized");
static int x2=prt("static wps x2 initialized");
static int prt(String s){
System.out.println(s);
return 63;
}
public static void main(String[] args){
insect.prt("initialized constructor");
// Wps w=new Wps();
}
}
C++ Java
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